【一种太阳能光伏发电远程控制技术的实现】太阳能板多少钱一块
摘要给出一种基于GSM的太阳能光伏发电远程控制技术的实现方法,介绍此方法中系统设计的总体结构及软硬件构成。应用此系统通过GSM网络能方便地对太阳能光伏发电系统实行远程操作控制。
关键词GSM;光伏发电;远程控制
中图分类号TM621文献标识码A文章编号1673-9671-(2010)042-0024-01
0引言
随着世界经济和工业的飞速发展,能源、环境问题早已引起了人们的普遍关注。开发新能源,大力发展可再生能源(绿色能源)已成为世界各国政府的共识。
本文利用GSM技术,构建了一个以ARM单片机为核心控制单元的远程控制系统,达到对太阳能光伏发电系统实现远程控制的目的。
1系统总体结构及实现原理
本系统总体结构由太阳能电池阵列、蓄电池组、GSM模块TC35i、ARM数据处理单元、传感器单元以及执行单元组成。其中,GSM模块TC35i、ARM数据处理单元为本系统设计中的重点。
在太阳能光伏发电系统运行时,传感器单元对太阳能电池板温度,太阳能电池阵列位移,蓄电池电压、电流,太阳能电池阵列电流、电压等进行实时采样检测,并将检测到的数据送入ARM处理单元。ARM处理单元对送入的数据进行计算分析,判断太阳能光伏发电系统是否正常运行。若系统运行不正常,则ARM处理单元对数据进行更进一步的处理,并将处理数据经串口模块传送给GSM模块,由GSM模块通过GSM网络以短信形式发送到用户手机上。用户收到短信后可发出控制指令到GSM模块,在GSM模块中控制指令经简单处理后传送到ARM处理单元。ARM单元随即对控制指令进行转换、译码等处理,并控制执行装置动作,对太阳能电池阵列位置,蓄电池电压、电流、充放电状态等进行调节。
2系统硬件设计
2.1系统硬件结构图
系统硬件结构图由信号采集电路、执行控制电路(固态继电器控制具体操作设备)、ARM处理器电路、GSM通信模块电路等组成。
2.2系统设计分析
1)GSM通信模块选用的是西门子公司的TC35i模块,它是一款支持中文短信息的工业级的新版GSM模块,主要由供电模块(ASIC)、闪存、ZIF连接器、天线接口、SIM卡座等部分组成。
TC35i模块工作在EGSM900和GSM1800双频段,电源范围为直流3.3-4.8V,可传输语音和数据信号,通过接口连接器和天线连接器分别连接SIM卡读卡器和天线。它通过AT命令可双向传输指令和数据,支持Text和PDU格式的SMS(Short Message Service,短消息),也可通过AT命令或关断信号实现重启和故障恢复。
2)ARM处理器可以选用三星ARM9处理器S3C2440A。S3C2440A具有非常强大的功能:内存为32位SDRAM(HY57V641620两片共64M字节),总线100Mhz,可升级至256Mbyte;Fash Rom为64Mbyte Nand Flash(K9F1208)可升级至128Mbyte;UART为7通道RS232串口(TTL电平);其内核为16/32bit ARM920T内核,标称工作频率400MHz,外部总线频率100MHz,运算能力200MIPS,足以满足一般工业控制对数据实时处理的需求。
连接ARM处理器S3C2440A与TC35i模块的是MAX3238。MX3238主要起电平转换和串口通信的功能,实现S3C2440A与TC35i的异步串行通信。
3)电源电路主要功能是为系统各部分提供正常的工作电压,同时,对系统中对电压要求较高的部分提供必要的稳压保障。比如TC35i模块在供电电压低于3.3V时将会自动关机,模块在发射信号时,电流峰值可达2A,在此电流峰值时送入模块的电压下降值就不能超过0.4V,因此为解决对TC35i模块的供电问题,我们可以在这部分电路中应用一个三端电源模块LM7806来实现对TC35i模块的供电。
4)信号采集电路在本系统中要采样的信号主要有两个:第一个是太阳能电池阵列的位移。白天为了让太阳能电池阵列最大限度地产生电能并充入蓄电池,目前普遍采用的是让太阳能电池阵列自动跟踪太阳,从而使光电转换达到最佳效果。在此我们为了采集到太阳能电池阵列的位移信号,可以应用Macro Senso公司生产的RSE 1500-120位移传感器。RSE 1500-120位移传感器是一种非接触、分级转动型角位移传感器,可输出与轴向旋转角度成比例的模拟电压值,并且旋转量程可达120度,可以有效的测量到太阳能电池阵列的偏转位移。
第二个是蓄电池组的端电压。使用深圳普禄科智能检测设备有限公司的PITE3900智能电池状态测试仪即可很好地对蓄电池组的端电压进行监测。
5)执行控制电路接收到来自ARM处理器的控制信号后通过步进电机和固态继电器控制具体操作设备,如调节太阳能电池阵列位移,防止蓄电池组过充电和过放电调节蓄电池组端电压电流等。值得注意的是由于步进电机不能直接接到交直流电源上工作,必须使用专用设备―步进电机驱动器,而步进电机驱动系统的性能,除与电机自身的性能有关外,也在很大程度上取决于驱动器的优劣。因此,对步进电机的研究应该与对步进电机驱动器的研究同步进行。
参考文献
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